ano ang solar inverter?

Habang sumusulong ang mundo sa paghahangad ng mga sustainable at malinis na solusyon sa enerhiya, ang solar power ay lumitaw bilang isang nangunguna sa karera tungo sa isang mas berdeng hinaharap. Gamit ang sagana at nababagong enerhiya ng araw, ang mga solar photovoltaic (PV) system ay nakakuha ng malawakang katanyagan, na nagbibigay daan para sa isang kahanga-hangang pagbabago sa paraan ng pagbuo ng kuryente. Nasa puso ng bawat solar PV system ang isang mahalagang bahagi na nagbibigay-daan sa conversion ng sikat ng araw sa magagamit na enerhiya: angsolar inverter. Nagsisilbing tulay sa pagitan ng mga solar panel at ng electrical grid, ang mga solar inverters ay may mahalagang papel sa mahusay na paggamit ng solar power. Ang pag-unawa sa kanilang prinsipyo sa pagtatrabaho at paggalugad sa kanilang iba't ibang uri ay susi sa pag-unawa sa mga kamangha-manghang mekanika sa likod ng solar energy conversion. How Si ASolarInverterWork? Ang solar inverter ay isang elektronikong aparato na nagko-convert ng direktang kasalukuyang (DC) na kuryente na ginawa ng mga solar panel sa alternating current (AC) na kuryente na magagamit sa pagpapagana ng mga gamit sa sambahayan at ipasok sa electrical grid. Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng isang solar inverter ay maaaring nahahati sa tatlong pangunahing yugto: conversion, kontrol, at output. Conversion: Unang natatanggap ng solar inverter ang DC electricity na nabuo ng mga solar panel. Ang DC na kuryenteng ito ay karaniwang nasa anyo ng isang pabagu-bagong boltahe na nag-iiba sa tindi ng sikat ng araw. Ang pangunahing gawain ng inverter ay i-convert ang variable na boltahe ng DC na ito sa isang matatag na boltahe ng AC na angkop para sa pagkonsumo. Ang proseso ng conversion ay nagsasangkot ng dalawang pangunahing bahagi: isang set ng mga power electronic switch (karaniwang insulated-gate bipolar transistors o IGBTs) at isang high-frequency na transpormer. Ang mga switch ay responsable para sa mabilis na pag-on at off ng boltahe ng DC, na lumilikha ng isang high-frequency na pulse signal. Pagkatapos ay pinapataas ng transpormer ang boltahe sa nais na antas ng boltahe ng AC. Kontrol: Tinitiyak ng yugto ng kontrol ng isang solar inverter na ang proseso ng conversion ay gumagana nang mahusay at ligtas. Ito ay nagsasangkot ng paggamit ng mga sopistikadong algorithm ng kontrol at mga sensor upang subaybayan at ayusin ang iba't ibang mga parameter. Ang ilang mahahalagang function ng kontrol ay kinabibilangan ng: a. Maximum Power Point Tracking (MPPT): Ang mga solar panel ay may pinakamainam na operating point na tinatawag na maximum power point (MPP), kung saan gumagawa ang mga ito ng maximum na kapangyarihan para sa isang partikular na intensity ng sikat ng araw. Patuloy na inaayos ng MPPT algorithm ang operating point ng mga solar panel para ma-maximize ang power output sa pamamagitan ng pagsubaybay sa MPP. b. Regulasyon ng Boltahe at Dalas: Ang control system ng inverter ay nagpapanatili ng isang matatag na boltahe at dalas ng output ng AC, karaniwang sumusunod sa mga pamantayan ng grid ng utility. Tinitiyak nito ang pagiging tugma sa iba pang mga de-koryenteng aparato at nagbibigay-daan sa tuluy-tuloy na pagsasama sa grid. c. Pag-synchronize ng Grid: Ang mga solar inverter na konektado sa grid ay nag-synchronize ng phase at frequency ng AC output sa utility grid. Ang pag-synchronize na ito ay nagbibigay-daan sa inverter na mag-feed ng sobrang power pabalik sa grid o kumuha ng power mula sa grid kapag hindi sapat ang solar production. Output: Sa huling yugto, ang solar inverter ay naghahatid ng na-convert na AC na kuryente sa mga electrical load o sa grid. Ang output ay maaaring magamit sa dalawang paraan: a. On-Grid o Grid-Tied Systems: Sa mga grid-tied system, direktang pinapakain ng solar inverter ang AC electricity sa utility grid. Binabawasan nito ang pag-asa sa mga planta ng kuryente na nakabatay sa fossil fuel at nagbibigay-daan para sa net metering, kung saan ang labis na kuryente na nalilikha sa araw ay maaaring ma-credit at magamit sa panahon ng mababang produksyon ng solar. b. Mga Off-Grid System: Sa mga off-grid system, sinisingil ng solar inverter ang bangko ng baterya bilang karagdagan sa pagbibigay ng kuryente sa mga electrical load. Ang mga baterya ay nag-iimbak ng labis na solar energy, na maaaring magamit sa mga oras ng mababang produksyon ng solar o sa gabi kapag ang mga solar panel ay hindi gumagawa ng kuryente. Mga Katangian ng Solar Inverters: Kahusayan: Ang mga solar inverter ay idinisenyo upang gumana nang may mataas na kahusayan upang mapakinabangan ang ani ng enerhiya ng solar PV system. Ang mas mataas na kahusayan ay nagreresulta sa mas kaunting pagkawala ng enerhiya sa panahon ng proseso ng conversion, na tinitiyak na ang mas malaking proporsyon ng solar energy ay epektibong nagagamit. Power Output: Available ang mga solar inverters sa iba't ibang rating ng kuryente, mula sa maliliit na sistema ng tirahan hanggang sa malalaking komersyal na pag-install. Ang power output ng isang inverter ay dapat na naaangkop na tumugma sa kapasidad ng mga solar panel upang makamit ang pinakamainam na pagganap. tibay at pagiging maaasahan: Ang mga solar inverter ay nakalantad sa iba't ibang kondisyon sa kapaligiran, kabilang ang mga pagbabago sa temperatura, halumigmig, at mga potensyal na pag-alon ng kuryente. Samakatuwid, ang mga inverter ay dapat na binuo gamit ang mga matatag na materyales at idinisenyo upang mapaglabanan ang mga kundisyong ito, na tinitiyak ang pangmatagalang pagiging maaasahan. Pagsubaybay at Komunikasyon: Maraming modernong solar inverters ang nilagyan ng mga monitoring system na nagbibigay-daan sa mga user na subaybayan ang performance ng kanilang solar PV system. Ang ilang mga inverter ay maaari ding makipag-ugnayan sa mga panlabas na device at software platform, na nagbibigay ng real-time na data at nagpapagana ng malayuang pagsubaybay at kontrol. Mga Tampok sa Kaligtasan: Ang mga solar inverters ay nagsasama ng iba't ibang mga tampok sa kaligtasan upang maprotektahan ang parehong system at ang mga indibidwal na nagtatrabaho dito. Kasama sa mga feature na ito ang overvoltage protection, overcurrent protection, ground fault detection, at anti-islanding protection, na pumipigil sa inverter na magpasok ng kuryente sa grid sa panahon ng pagkawala ng kuryente. Pag-uuri ng Solar Inverter ayon sa Power Rating Ang mga PV inverters, na kilala rin bilang solar inverters, ay maaaring uriin sa iba't ibang uri batay sa kanilang disenyo, functionality, at application. Ang pag-unawa sa mga klasipikasyong ito ay makakatulong sa pagpili ng pinakaangkop na inverter para sa isang partikular na solar PV system. Ang mga sumusunod ay ang mga pangunahing uri ng PV inverter na inuri ayon sa antas ng kuryente: Inverter ayon sa antas ng kapangyarihan: higit sa lahat ay nahahati sa distributed inverter (string inverter at micro inverter), sentralisadong inverter String Inverters: Ang mga string inverters ay ang pinakakaraniwang ginagamit na uri ng PV inverters sa mga residential at commercial solar installation, ang mga ito ay idinisenyo upang pangasiwaan ang maraming solar panel na konektado sa serye, na bumubuo ng isang "string." Ang PV string (1-5kw) ay naging pinakasikat na inverter sa internasyonal na merkado ngayon sa pamamagitan ng inverter na may pinakamataas na power peak tracking sa DC side at parallel grid connection sa AC side. Ang kuryenteng DC na nabuo ng mga solar panel ay ipinapasok sa string inverter, na nagpapalit nito sa AC na kuryente para sa agarang paggamit o para i-export sa grid. Ang mga string inverter ay kilala sa kanilang pagiging simple, pagiging epektibo sa gastos, at kadalian ng pag-install. Gayunpaman, ang pagganap ng buong string ay nakasalalay sa pinakamababang gumaganap na panel, na maaaring makaapekto sa pangkalahatang kahusayan ng system. Mga micro inverter: Ang mga micro inverters ay maliliit na inverters na naka-install sa bawat indibidwal na solar panel sa isang PV system. Hindi tulad ng mga string inverters, ang mga micro inverters ay nagko-convert ng DC electricity sa AC sa mismong antas ng panel. Ang disenyong ito ay nagbibigay-daan sa bawat panel na gumana nang nakapag-iisa, na nag-o-optimize sa kabuuang output ng enerhiya ng system. Ang mga micro inverter ay nag-aalok ng ilang mga pakinabang, kabilang ang panel-level maximum power point tracking (MPPT), pinahusay na performance ng system sa shaded o mismatched na mga panel, dagdag na kaligtasan dahil sa mas mababang mga boltahe ng DC, at detalyadong pagsubaybay sa pagganap ng indibidwal na panel. Gayunpaman, ang mas mataas na upfront cost at potensyal na kumplikado ng pag-install ay mga salik na dapat isaalang-alang. Mga sentralisadong Inverter: Ang mga sentralisadong inverter, na kilala rin bilang malaki o utility-scale (>10kW) na mga inverter, ay karaniwang ginagamit sa malalaking solar PV installation, tulad ng mga solar farm o komersyal na solar project. Ang mga inverter na ito ay idinisenyo upang mahawakan ang mataas na DC power input mula sa maraming string o array ng mga solar panel at i-convert ang mga ito sa AC power para sa grid connection. Ang pinakamalaking tampok ay ang mataas na kapangyarihan at mababang gastos ng system, ngunit dahil ang output boltahe at kasalukuyang ng iba't ibang mga string ng PV ay madalas na hindi eksaktong tugma (lalo na kapag ang mga string ng PV ay bahagyang may kulay dahil sa cloudiness, shade, mantsa, atbp.) , ang paggamit ng sentralisadong inverter ay hahantong sa mas mababang kahusayan ng proseso ng inverting at mas mababang enerhiya ng sambahayan ng kuryente. Ang mga sentralisadong inverter ay karaniwang may mas mataas na kapasidad ng kuryente kumpara sa iba pang mga uri, mula sa ilang kilowatts hanggang ilang megawatts. Naka-install ang mga ito sa isang sentral na lokasyon o istasyon ng inverter, at maraming mga string o array ng mga solar panel ay konektado sa kanila nang magkatulad. Ano ang Ginagawa ng Solar Inverter? Ang mga photovoltaic inverter ay nagsisilbi ng maraming function, kabilang ang AC conversion, pag-optimize ng solar cell performance, at proteksyon ng system. Ang mga function na ito ay sumasaklaw sa awtomatikong pagpapatakbo at pagsasara, maximum na kontrol sa pagsubaybay sa kuryente, anti-islanding (para sa mga grid-connected system), awtomatikong pagsasaayos ng boltahe (para sa mga grid-connected system), DC detection (para sa mga grid-connected system), at DC ground detection ( para sa mga sistemang konektado sa grid). I-explore natin sandali ang awtomatikong pagpapatakbo at pag-shutdown na function at ang maximum na power tracking control function. 1) Awtomatikong operasyon at shutdown function Pagkatapos ng pagsikat ng araw sa umaga, ang intensity ng solar radiation ay unti-unting tumataas, at ang output ng solar cells ay tumataas nang naaayon. Kapag naabot na ang output power na kailangan ng inverter, ang inverter ay magsisimulang awtomatikong tumakbo. Matapos ipasok ang operasyon, susubaybayan ng inverter ang output ng mga bahagi ng solar cell sa lahat ng oras, hangga't ang output power ng mga bahagi ng solar cell ay mas malaki kaysa sa output power na kinakailangan ng inverter, ang inverter ay patuloy na tatakbo; hanggang sa huminto ang paglubog ng araw, kahit maulan Ang inverter ay gumagana din. Kapag ang output ng solar cell module ay nagiging mas maliit at ang output ng inverter ay malapit sa 0, ang inverter ay bubuo ng standby state. 2) Pinakamataas na function ng kontrol sa pagsubaybay sa kapangyarihan Ang output ng solar cell module ay nag-iiba sa intensity ng solar radiation at ang temperatura ng solar cell module mismo (chip temperature). Bilang karagdagan, dahil ang solar cell module ay may katangian na ang boltahe ay bumababa sa pagtaas ng kasalukuyang, kaya mayroong isang pinakamainam na operating point na maaaring makuha ang maximum na kapangyarihan. Ang intensity ng solar radiation ay nagbabago, malinaw naman ang pinakamahusay na working point ay nagbabago din. Kaugnay ng mga pagbabagong ito, ang operating point ng solar cell module ay palaging nasa pinakamataas na power point, at palaging nakukuha ng system ang maximum na power output mula sa solar cell module. Ang ganitong uri ng kontrol ay ang pinakamataas na kontrol sa pagsubaybay sa kapangyarihan. Ang pinakamalaking tampok ng inverter na ginagamit sa solar power generation system ay ang function ng maximum power point tracking (MPPT). Ang Pangunahing Teknikal na Tagapagpahiwatig ng Photovoltaic Inverter 1. Katatagan ng output boltahe Sa photovoltaic system, ang electric energy na nabuo ng solar cell ay unang iniimbak ng baterya, at pagkatapos ay na-convert sa 220V o 380V alternating current sa pamamagitan ng inverter. Gayunpaman, ang baterya ay apektado ng sarili nitong charge at discharge, at ang output boltahe nito ay nag-iiba sa isang malaking hanay. Halimbawa, ang nominal na 12V na baterya ay may boltahe na halaga na maaaring mag-iba sa pagitan ng 10.8 at 14.4V (sa kabila ng saklaw na ito ay maaaring magdulot ng pinsala sa baterya). Para sa isang kwalipikadong inverter, kapag ang input terminal boltahe ay nagbabago sa loob ng saklaw na ito, ang pagkakaiba-iba ng steady-state na output boltahe nito ay hindi dapat lumampas sa Plusmn; 5% ng na-rate na halaga. Kasabay nito, kapag biglang nagbago ang load, ang output voltage deviation nito ay hindi dapat lumampas sa ±10% over rated value. 2. Waveform distortion ng output boltahe Para sa mga inverters ng sine wave, dapat na tukuyin ang maximum na pinapayagang waveform distortion (o harmonic content). Karaniwan itong ipinahayag ng kabuuang pagbaluktot ng waveform ng output boltahe, at ang halaga nito ay hindi dapat lumampas sa 5% (10% ang pinapayagan para sa single-phase na output). Dahil ang high-order harmonic current output ng inverter ay bubuo ng mga karagdagang pagkalugi tulad ng eddy currents sa inductive load, kung masyadong malaki ang waveform distortion ng inverter, magdudulot ito ng malubhang pag-init ng mga bahagi ng load, na hindi nakakatulong sa ang kaligtasan ng mga de-koryenteng kagamitan at seryosong nakakaapekto sa system. kahusayan sa pagpapatakbo. 3. Na-rate ang dalas ng output Para sa mga load kasama ang mga motor, tulad ng mga washing machine, refrigerator, atbp., dahil ang pinakamainam na frequency operating point ng mga motor ay 50Hz, masyadong mataas o masyadong mababa ang mga frequency ay magiging sanhi ng pag-init ng kagamitan, na binabawasan ang operating efficiency at buhay ng serbisyo ng system, kaya ang inverter Ang dalas ng output ay dapat na isang medyo matatag na halaga, kadalasang dalas ng kapangyarihan 50Hz, at ang paglihis nito ay dapat nasa loob ng Plusmn;l% sa ilalim ng normal na mga kondisyon sa pagtatrabaho. 4. Load power factor Ilarawan ang kakayahan ng inverter na may inductive load o capacitive load. Ang load power factor ng sine wave inverter ay 0.7~0.9, at ang rated value ay 0.9. Sa kaso ng isang tiyak na kapangyarihan ng pagkarga, kung mababa ang power factor ng inverter, tataas ang kapasidad ng kinakailangang inverter. Sa isang banda, ang gastos ay tataas, at sa parehong oras, ang maliwanag na kapangyarihan ng AC circuit ng photovoltaic system ay tataas. Habang tumataas ang kasalukuyang, hindi maiiwasang tataas ang pagkawala, at bababa din ang kahusayan ng system. 5. Inverter kahusayan Ang kahusayan ng inverter ay tumutukoy sa ratio ng output power nito sa input power sa ilalim ng tinukoy na mga kondisyon sa pagtatrabaho, na ipinahayag bilang isang porsyento. Sa pangkalahatan, ang nominal na kahusayan ng isang photovoltaic inverter ay tumutukoy sa isang purong pagkarga ng paglaban. Sa ilalim ng kondisyon ng 80% load s efficiency. Dahil ang kabuuang halaga ng photovoltaic system ay mataas, ang kahusayan ng photovoltaic inverter ay dapat na i-maximize upang mabawasan ang gastos ng system at mapabuti ang pagganap ng gastos ng photovoltaic system. Sa kasalukuyan, ang nominal na kahusayan ng mga mainstream inverters ay nasa pagitan ng 80% at 95%, at ang kahusayan ng mga low-power inverters ay kinakailangang hindi bababa sa 85%. Sa aktwal na proseso ng disenyo ng isang photovoltaic system, hindi lamang dapat pumili ng isang high-efficiency inverter, kundi pati na rin ang isang makatwirang pagsasaayos ng system ay dapat gamitin upang gawin ang load ng photovoltaic system na gumana malapit sa pinakamahusay na punto ng kahusayan hangga't maaari. . 6. Rated output current (o rated output capacity) Isinasaad ang na-rate na kasalukuyang output ng inverter sa loob ng tinukoy na hanay ng power factor ng pagkarga. Ang ilang mga produkto ng inverter ay nagbibigay ng na-rate na kapasidad ng output, at ang yunit nito ay ipinahayag sa VA o kVA. Ang rated capacity ng inverter ay ang produkto ng rated output voltage at ang rated output current kapag ang output power factor ay 1 (iyon ay, puro resistive load). 7. Mga hakbang sa proteksyon Ang isang inverter na may mahusay na pagganap ay dapat ding magkaroon ng kumpletong mga pag-andar ng proteksyon o mga hakbang upang harapin ang iba't ibang mga abnormal na sitwasyon na nangyayari sa aktwal na paggamit, upang maprotektahan ang inverter mismo at iba pang mga bahagi ng system mula sa pinsala. 1) Ipasok ang undervoltage insurance account: Kapag ang input terminal boltahe ay mas mababa sa 85% ng rated boltahe, ang inverter ay dapat na may proteksyon at display. 2) Input overvoltage protector: Kapag ang input terminal boltahe ay mas mataas kaysa sa 130% ng rated boltahe, ang inverter ay dapat may proteksyon at display. 3) Overcurrent na proteksyon: Ang overcurrent na proteksyon ng inverter ay dapat na matiyak ang napapanahong pagkilos kapag ang load ay short-circuited o ang kasalukuyang ay lumampas sa pinahihintulutang halaga, upang maiwasan ito na masira ng surge current. Kapag ang kasalukuyang gumagana ay lumampas sa 150% ng na-rate na halaga, ang inverter ay dapat na awtomatikong maprotektahan. 4) output short circuit proteksyon Ang short-circuit protection action time ng inverter ay hindi dapat lumampas sa 0.5s. 5) Proteksyon ng reverse polarity ng input: Kapag ang positibo at negatibong mga poste ng input terminal ay nabaligtad, ang inverter ay dapat magkaroon ng proteksyon function at display. 6) Proteksyon sa kidlat: Ang inverter ay dapat may proteksyon sa kidlat. 7) Proteksyon sa sobrang temperatura, atbp. Bilang karagdagan, para sa mga inverter na walang mga hakbang sa pag-stabilize ng boltahe, ang inverter ay dapat ding magkaroon ng mga hakbang sa proteksyon ng overvoltage ng output upang maprotektahan ang load mula sa pinsala sa overvoltage. 8. Mga panimulang katangian Upang makilala ang kakayahan ng inverter na magsimula sa pagkarga at ang pagganap sa panahon ng dynamic na operasyon. Dapat tiyakin ng inverter ang maaasahang pagsisimula sa ilalim ng rated load. 9. Ingay Ang mga bahagi tulad ng mga transformer, filter inductors, electromagnetic switch at fan sa power electronic equipment ay bubuo ng ingay. Kapag ang inverter ay tumatakbo nang normal, ang ingay nito ay hindi dapat lumampas sa 80dB, at ang ingay ng isang maliit na inverter ay hindi dapat lumampas sa 65dB. Mga Kasanayan sa Pagpili ng mga Solar Inverters